軸承端蓋機械加工工藝及銑底面夾具設計

軸承端蓋機械加工工藝及銑底面夾具設計,軸承,機械,加工,工藝,底面,夾具,設計 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 11 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 30 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造毛坯 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑上平面，表面見光即可 游標卡尺， 面銑刀400mm 500 60 2.0 1.00 2 0.42 1.1 2 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 11 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 40 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造毛坯 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 銑面夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 68.7 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑和精銑大底面，保證高度76，兼顧厚度12和16 游標卡尺、面銑刀400mm 400 50 0.5 0.5 1 1.2 1.5 2 7 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 11 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 50 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造毛坯 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z3050 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 1.HT200 68.7 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆底面上9-φ15的工藝孔 游標卡尺，φ15鉆頭 500 50 1.0 0.4 1 0.3 0.5 2 500 50 1.0 0.4 1 0.3 0.3 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 11 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 60 鏜 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造毛坯 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鏜床 T6113 夾具編號 夾具名稱 切削液 鏜孔夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗鏜和精鏜中間孔φ60.5、φ80、φ112、φ120、φ130到位 鏜刀YG3X 500 60 2.0 1.0 2 0.42 1.0 2 保證φ80與φ112中心距135到位 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 11 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 70 鏜 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造毛坯 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鏜床 T6113 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗鏜和精鏜A-A上φ32到位 鏜刀YG3X 600 80 0.5 3 1 0.2 0.1 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 11 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 80 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造毛坯 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 0.8 62.9 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑底面寬11的腰槽，銑底面輪廓 鍵槽銑刀φ11，立銑刀φ20mm 600 80 1.00 1.0 3.0 2.0 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 11 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 90 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造毛坯 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z3050 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2.56 72.62 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆攻C向側(cè)面上M6孔 φ5鉆頭、M6絲攻 800 80 0.27 1.0 1 0.2 1.3 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 軸承端蓋 零件名稱 軸承端蓋 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄造毛坯 毛坯外形尺寸 300x190x76 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 備注 1 鑄造 砂型鑄造，去除殘渣 2 熱處理 退火處理，去除表面應力 熱處理爐 3 銑 粗銑和精銑上平面 X5032 游標卡尺、面銑刀 4 銑 粗銑和精銑底平面，保證高度尺寸76到位 X5032 游標卡尺、面銑刀 5 鉆 鉆底面上9-工藝孔φ15 Z3050 游標卡尺、鉆頭φ15 6 鏜 以底面為基準和定位孔為基準，粗鏜和精鏜兩中間孔φ60.5、φ80、φ120、φ112，保證其中心高135±0.01到位 T6113 游標卡尺、鏜刀YG3X 7 鏜 粗鏜和精鏜側(cè)邊φ32孔到位 T6113 游標卡尺、鏜刀YG3X 8 銑 銑底面寬11的腰槽 X5032 立銑刀φ10 9 鉆 鉆攻B向上M6孔 Z3050 鉆頭φ5、M6絲攻 10 去毛刺 去各部分銳邊毛刺 鉗工臺 平板銼 11 終檢 終檢 檢驗臺上 φφ 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 1 軸承端蓋加工工藝及夾具設計說明書 摘 要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。 關(guān)鍵詞：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夾具 30 Abstract Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Key words: The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 引言 1 1.1 課題的提出 1 1.2課題的主要內(nèi)容 1 1.3課題的構(gòu)思 1 第2章 零件的工藝設計 2 2.1零件的功用及工藝分析 2 2.2軸承端蓋加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 3 2.3軸承端蓋加工定位基準的選擇 4 2.4軸承端蓋主要工序安排 4 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 12 第3章 底面銑面夾具設計 26 3.1定位基準的選擇 28 3.2定位元件的設計 28 3.3切削力及夾緊力的計算 29 3.4定位誤差分析 30 3.5對刀塊的設計 31 3.6夾緊裝置的設計 31 3.7夾具設計及操作的簡要說明 31 結(jié) 論 38 參考文獻 39 致 謝 40 第一章 引言 1.1 課題的提出 端蓋零件是機器或部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體，使這些零件保持正確的相對位置，彼此能協(xié)調(diào)地工作。因此，端蓋零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響機器的使用性能和壽命。因而端蓋一般具有較高的技術(shù)要求。隨著技術(shù)的發(fā)展，對軸承端蓋的工藝要求越來越高，因此，制定合理的加工工藝規(guī)程和設計合理的專用夾具是保證軸承端蓋的加工質(zhì)量的有效措施。 1.2課題的主要內(nèi)容 1. 根據(jù)給定的“軸承端蓋”零件圖，進行工藝分析，完成毛坯圖； 2. 進行給定零件的機械加工工藝過程設計及工序設計，零件生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，完成機械加工工藝過程卡； 3. 進行工裝設計，根據(jù)工藝過程，完成專用夾具設計，夾緊裝置的設計采用自動夾緊方式，要求結(jié)構(gòu)合理，工藝性、經(jīng)濟性好； 4. 對所設計的夾具，進行CAD繪制裝配圖； 5. 編寫設計說明書。 1.3課題的構(gòu)思 零件的加工工藝及夾具畢業(yè)設計是在學完了機械制造工藝學和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識。獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（軸承端蓋）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會，練習了運用CAD制圖軟件，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 第2章 零件的工藝設計 2.1零件的功用及工藝分析 2.1.1零件的作用 軸承端蓋是通過大小軸承的嚙合來實現(xiàn)變速效果的一種變速裝置，在工業(yè)機械的變速方面有很多的應用。軸承端蓋中的低速軸上安裝有大軸承，高速軸上安裝有小軸承，通過軸承間的嚙合和傳動作用，就可以完成加速或軸承的過程。 2.2.2零件的工藝分析 由軸承端蓋零件圖得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應力、要求耐磨的零件。端蓋類零件是機器和其他部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)的軸、軸承、套、和軸承等零件按一定的相對關(guān)聯(lián)為一體，使它們保持正確的相對位置，能按一定的傳動關(guān)系彼此協(xié)調(diào)地運動。 軸承端蓋的工藝分析： 該零件上的主要加工面為軸承端蓋上平面和下平面、兩側(cè)中間孔φ60.5、φ80、φ120、φ112的孔，底平面的9-φ15工藝孔和C面上的φ32孔，底平面上寬11的腰槽，側(cè)面上M6孔。 端蓋的上平面與下平面的平行度0.06mm直接影響軸承端蓋的相對安裝精度。 端蓋面上兩中心孔的距離的尺寸精度135±0.1。 端蓋的兩側(cè)的表面粗糙度為IT8，對后續(xù)φ120孔和φ112孔的加工精度有直接的影響。 端蓋上下平面的表面粗糙度的為IT8，對與軸承端蓋的密封效果有著直接的影響。平行度為0.06，直接影響與端蓋的接觸精度。 φ120孔的公差等級為H7級公差，φ60和φ86孔的公差等級為H7級公差，兩孔中心平行度0.06，對后續(xù)軸承端蓋軸的安裝和運轉(zhuǎn)有重要的影響。 支承孔的加工精度和表面粗糙度要求一般都較高。因為要裝軸承，所以應具有較高的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度，否則將會影響軸承外圈與孔的配合精度，使軸的回轉(zhuǎn)精度降低。為使軸、軸承能順利裝配，確保正常運轉(zhuǎn)，同一軸的各孔間都有一定的同軸度要求。有軸承嚙合關(guān)系的相鄰孔應具有一定的孔距尺寸精度和平行度，否則軸承嚙合精度降低，產(chǎn)生振動、噪音，使用壽命下降。 2.2軸承端蓋加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知，該端蓋零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于軸承端蓋來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于軸承端蓋的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1孔與面的加工順序 端蓋類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工端蓋上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。軸承端蓋的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保 證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 2.2.2孔系的加工方法 軸承端蓋孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最底的機床。 根據(jù)軸承端蓋零件圖所示的軸承端蓋的精度要求和生產(chǎn)率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。運用專用夾具保證孔的精度要求。 2.3軸承端蓋加工定位基準的選擇 2.3.1粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： A、保證各重要支承孔的加工余量均勻； B、保證裝入端蓋的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇軸承箱的主要支承孔作為主要基準。即以軸承箱端蓋的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.3.2精基準的選擇 從保證端蓋孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證軸承箱端蓋在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從軸承箱端蓋零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是軸承箱端蓋的裝配基準，但因為它與軸承箱端蓋的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4軸承端蓋主要工序安排 本次畢業(yè)設計是對軸承箱機體與機蓋的工藝規(guī)程和機床夾具的設計，對其設計方案的確定最重要的就是對其機械加工工藝路線的確定，其次就是夾具的設計。制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。夾具方面可以考慮采用通用機床配以專用夾具，盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 根據(jù)以上分析選定以下加工工藝路線方案: 軸承端蓋的加工工藝方案 工序1：毛坯制造。 工序2：對毛坯進行時效處理，確定并在毛坯上畫出各孔的位置。 工序3: 粗銑上平面。 工序4：粗銑和精銑下平面。 工序5：鉆底面9-φ15工藝孔。 工序6：粗鏜、精鏜兩側(cè)φ60.5H8、φ80H8、φ120H8孔保證達到公差要求。 工序7：粗鏜和精鏜φ112孔，保證與φ60.5孔中心高135±0.1。 工序8：粗鏜和精鏜φ32孔 工序9：銑底面寬11的腰槽 工序10：鉆剩余其他面的2-M6孔。 工序11：去各部分銳邊毛刺。 工序12：終檢。 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 考慮到軸承在運動時的偏心載荷產(chǎn)生的振動，為保證零件工作可靠，零件采用吸振性，穩(wěn)定性較好，切削加工性能好，適用于承受較大應力，有一定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)的，價格也比較低廉的鑄鐵HT200。 由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。 （1）底平面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面和底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-23。其余量值規(guī)定為2.7~3.5mm，現(xiàn)取3mm。 表7-27粗銑平面時厚度偏差取-0.28mm。 精銑：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現(xiàn)取1mm。 鑄造毛坯的基本尺寸為76+3+3+1=83mm。 根據(jù)《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：76+3+3+1=83mm 毛坯最小尺寸為：79-0.8=78.2mm 毛坯最大尺寸為：79+0.8=79.8mm 粗銑后最大尺寸為：76+1+1=78mm 粗銑后最小尺寸為：77-0.28=76.72mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即76mm。 （2）2-M6的螺孔 毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為IT8，表面粗糙度要求為。參照《機械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： φ5孔 攻絲： M6 （3）兩側(cè)φ60.5、φ80、φ112、φ120的加工余量 由工序要求，φ60.5、φ80、φ112、φ120孔端面需進行粗、精鏜加工。各工序余量如下： 粗鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-23。其余量值規(guī)定為2.0~2.7mm，現(xiàn)取2.5mm。 表7-27粗鏜平面時厚度偏差取-0.22mm。 精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現(xiàn)取1mm。 根據(jù)《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.4mm和1.2mm。 則φ86孔至和φ120孔至φ112中心距離毛坯名義尺寸分別為： 135+1+2=138mm （4）上下平面上φ60.5、φ86、φ112、φ120、φ32 根據(jù)工序要求，該孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成，各工序余量如下： 粗鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為2.0mm; 半精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為1.0mm； 精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為0.3mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ32-2-1-0.3=φ28.7 根據(jù)《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為φ60.5-2-1-0.3=φ57.2； 毛坯最大尺寸為φ59+0.55=φ59.55； 毛坯最小尺寸為φ59-0.55=φ58.45； 粗鏜工序尺寸為φ58.5； 半精鏜工序尺寸為φ59； 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即φ60.5H8。 （6）φ86孔的公差H8 根據(jù)工序要求，側(cè)面孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成，各工序余量如下： 粗鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為2.0mm； 半精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為1.3mm； 精鏜：參照《實用機械制造工藝設計手冊》表7-13，其余量值為0.3mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ86-2-1.3-0.3=φ82.4mm； 根據(jù)《實用機械制造工藝設計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.1mm。 毛坯名義尺寸為φ86-2-1.3-0.3=φ82.4mm； 毛坯最大尺寸為φ82.4mm+0.55=φ82.95mm； 毛坯最小尺寸為φ82.4mm-0.55=φ81.95mm； 粗鏜工序尺寸為φ83.6mm； 半精鏜工序尺寸為φ84mm； 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即φ86H8。 其余φ120孔和112孔和上孔加工相同，這里不再累述。 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 2.6.1 粗銑上平面和下平面 （1）、銑削寬度的選擇 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1—27可知： 粗銑：3—8 這里取3 （2）、銑削每齒進給量的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—28 3—29可知： 0.1—0.3 這里取0.2 1 （3）、銑削速度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—30可知： V = 0.4—0.6 m/s 這時取0.5m/s = 30m/min 查《機械制造工藝設計實用手冊》表11—51 取 由于是粗銑，故整個銑刀盤不必銑過整個工件 查《機械制造工藝、金屬切削機床設計指導》表1.4—15 可知： 所以， 查《機械制造工藝設計手冊》表3—25有 ： 式中： 所以， 2.6.2 半精銑銑上平面和下平面 （1）、銑削寬度的選擇 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表3.1—27有 半精銑— 這里取 （2）、銑削每齒給量的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—28有 （3）、銑削深度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—29有 （4）、銑削速度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表3—30有 所以： （5） 計算切削時間 查《機械制造工藝、金屬切削機床設計指導》表1.4—15 可知： 所以， （6）計算銑削力 查《機械制造工藝設計手冊》表3—25有 ： 式中： 所以， 2.6.3 粗鏜φ60.5孔和φ86孔 （1）粗鏜孔 切削深度=2mm，毛坯孔徑φ57.2mm 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66取 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進給量： 式（1.7） 被切削層長度： 刀具切入長度： 式（1.6） 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： （2）粗鏜φ86H8孔 切削深度：，毛坯孔徑φ82.4mm 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： 取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： 2.6.5半精鏜φ60.5孔和φ86孔 （1）半精鏜φ60.5 切削深度：，粗鏜后孔徑d0=φ58.5mm 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，?。? 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有 ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： （2）．半精鏜φ86孔 切削深度：2mm，半精鏜后孔徑d0=φ84mm 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取： 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： 2.6.6精鏜φ60.5孔和φ86孔 （1）精鏜φ60.5mm孔 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.2）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： （2）精鏜φ60.5mm 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間，由式（1.5）有： 2.6.7鉆底平面的9-φ15孔 機床：Z3050組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1）鉆定位孔 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-39，取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）擴定位孔 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]》表2.4-52，擴盲孔取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-53，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： （3）鉸定位孔 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-58，取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-60，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 定位孔加工機動時間： 因為定位孔加工時間鉆頂面螺孔加工時間 本工序機動時間 2.6.8粗、精鏜兩面φ112、φ120 機床：T6113鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具YG3X （1） 粗、精鏜φ112孔 粗鏜φ112孔 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 精鏜φ112孔 切削深度： 進給量：根據(jù)切削深度，再參照文獻[7]表2.4-66。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： （2）粗、精鏜φ120孔 粗鏜φ120H8孔 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 精鏜φ120H8孔 切削深度： 進給量：根據(jù)切削深度，再參照文獻[7]表2.4-66。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 切削深度：機動時： 2.6.9 鉆M6螺孔 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-39，取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 第3章 底面銑面夾具設計 3.1定位基準的選擇 由零件圖可知，根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準時，應盡量選擇上一道工序即粗、精銑兩側(cè)表面工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。上平面和下平面兩個平面銑好后的平面都可以作為定位基準，因此定位基準應選擇選用下平面為定位基準，其中利用下平面上的φ15孔為定位孔。用夾緊裝置壓緊內(nèi)孔凸臺面，同時兩個定位孔主要定位基面以限制工件的六個自由度。 為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標準高速鋼麻花鉆刀具對工藝孔Φ15進行鉆削加工；然后采用標準高速鋼擴孔鉆對其進行擴孔加工；最后采用標準高速鉸刀對工藝孔Φ15進行鉸孔加工。準備采用自動夾緊方式夾緊。 3.2定位元件的設計 下平面為定位基準，鏜孔夾具體下平面為支撐，夾具體為一長方體板件，下平面兩定位銷孔為Φ15，則兩定位銷采用一圓柱銷和一菱形銷定位。 圓柱銷為標準件，如下圖 本次設計中圓柱銷為15×120 3.3切削力及夾緊力的計算 刀具材料：面銑刀400mm 由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： 式（2.1） 查參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得： 對于灰鑄鐵： 式（2.2） 取 ， 即 所以 由參考文獻[17]《金屬切削刀具》表1-2可得： 垂直切削力 ：（鏜削） 式（2.3） 背向力： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（2.4） 安全系數(shù)K可按下式計算： 式（2.5） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表可得： 所以 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8） 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用壓板夾緊機構(gòu)。 單個壓板夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式（2.9） 式中參數(shù)由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可查得： 其中： 夾緊力： 易得： 經(jīng)過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 3.4定位誤差分析 該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 兩上下平面高度線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻[15]《互換性與技術(shù)測量》表可知： ?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為76mm 由[16]《機床夾具設計手冊》可得： 1 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側(cè)面定位支承釘離底平面距離為，側(cè)面高度為；且滿足；則： 2 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有：： 其中接觸變形位移值： 式（2.16） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5對刀塊的設計 在設計銑面夾具時，由于銑的平面都比較寬和大，為了確定銑的基準面，因此一般銑面夾具時都需要設計對刀塊，對刀塊一般選取機床夾具設計手冊中的標準件，本次對刀塊選取設計的標準件為直角形對刀塊。 圖3-1 直角對刀塊 3.6夾緊裝置設計 本次夾緊裝置采用自動夾緊裝置根據(jù)自動化夾緊裝置圖冊，選用氣動夾緊裝置基本形式如下圖： 當氣缸上的兩個孔一個為進氣孔一個為排氣孔，通過兩個直通式管接頭，管接頭接氣管，當通入空氣從進氣孔進氣，氣缸運作使得活塞桿上升，與活塞桿連接的壓板上移，使得壓緊的工件松開；當空氣從氣缸中排出經(jīng)過排氣孔，氣缸運作使得活塞桿下移，這樣壓板就下移起到壓緊工件的作用，壓板彈簧的作用使得壓緊過程有個緩沖作用，在壓緊過程中不會壓痕工件以免損壞工件。本次設計中夾緊裝置直接裝置在夾具體上，壓板拉桿直接和底部夾具體相連接，氣缸連接和一氣缸連接板相連接。氣缸連接板再和底部夾具體相連接。如下圖所示： 圖3-2 夾緊裝置圖 3.7夾具設計操作及簡要說明 如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了氣動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了氣動夾緊基本方式。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，壓板頂桿和氣缸連接板采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整。 結(jié) 論 通過近段時間的畢業(yè)設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了氣動壓緊裝置設計的整個過程。 在整個設計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學、嚴謹?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設計是在大學里最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也是最難的一次。在汽車的加工工藝及工裝設計的時候，不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了這軸承端蓋的工藝分析與加工設計。本次畢業(yè)設計過程中使我學到的知識，使我終生受益。 由于個人能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。 致 謝 在本次畢業(yè)中，首先設計感謝xxx老師和xxx老師的指導，我才能順利地完成設計。 在設計過程中，我曾經(jīng)遇到很多不明白的地方，老師們會指導我去查找相關(guān)的資料書籍并給我講解其中各種方式的優(yōu)劣，讓我能夠選擇更好的設計方法。在運用各種軟件查資料或繪圖設計時，會遇到不清楚操作的地方，老師和同學都能夠及時的給予指導，保證設計的進度正常進行。 總之，本次設計是在老師和同學的幫助下完成的，在學院學習即將結(jié)束之際，我向各位老師和同學表示誠摯的謝意 雖然第一次做畢業(yè)設計做得不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲，讓我更加了解機械設計的流程和應注意的事項，使我終身受益。 參考文獻 1 王紹俊．機械制造工藝設計手冊．哈爾濱工業(yè)大學出版社，1995：35~50 2 龔定安，蔡建國．機床夾具設計原理．陜西科技大學出版社，1981：84~90 3 黃克孚，王光逵．機械制造工程學．機械工業(yè)出版社，1992：25~36 4 邱宣懷．機械設計．高等教育出版社，2002：33~65 5 李哲． 夾具設計手冊．機械工業(yè)出版社，1993：40~55 6 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學．機床夾具設計手冊. 上?？茖W技術(shù)出版社，1979：103~121 7 陳露． AutoCAD2006基礎(chǔ)及應用教程．電子工業(yè)出版社，2006：56~74 8 王啟平．機械制造工藝學．哈爾濱工業(yè)大學出版社，1998：15~35 9 劉品．機械加工工藝編制手冊．機械工業(yè)出版社，1993：45~63 10 浦林祥．機械零件設計手冊．機械工業(yè)出版社，1997：46~63 11 趙家齊．機械制造工藝學課程設計指導書．機械工業(yè)出版社，1994：47~62 12 上海柴油機廠工藝設備研究所．金屬切削機床夾具設計手冊. 機械工藝出版社，1982：65~78 13 石光源．機械制圖. 高等教育出版社，1997：56~86 14 張耀辰．機械加工工藝設計實用手冊．航空工業(yè)出版社，1999：120~146 15 李益民．機械制造工藝設計簡明手冊．機械工業(yè)出版社，1993：36~58 16 Y. imura. Microstructure changes of a poloypropylene/montmorillonite nanocomposite in a single screw. Mechnical Science and Technology , 1994, (4)：36~68 17 Naki, D. Wagen. Rubber crumb toughened polystyrene prepared by Reinforcing reaction molding. American Syvthellc Rubber Industry， 2003, 5(4):78~91 18 Liao Jianmin.Fixturing analysis for stability consideration in an automated fixture design system[J]．Journal of Manufacturing Science and Engineering,2002,124(2):98~104 19 Subramanian V,Kumar Senthil A.Seow K C .A multi agent approach to fixture design[J]．Journal of Intelligent Manufacturing,2001,12(1):31~42